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硬化はエポキシ、フェノリック、ポリエステル、シリコンなどの高分子材料に化学的または分子レベルでの構造変化を始めさせるか触媒作用を及ぼす為に熱が使われるあらゆるプロセスを含みます。
これらの材料は、接着、コーティングの保護、シール、絶縁などを目的としたいろいろな製品に応用されています。
空気常温での硬化や温風を使う硬化は、小規模の製造ラインでは矛盾した結果にもかかわらずしばしば用いられます。
大規模な製造ラインでは、連続運転と思われるバッチ式の大きなオーブンで硬化を行います。
誘導加熱を使うことは、接着剤の硬化の為により優れた方法であるといえます。
従来のオーブンでバッチ式で部品の硬化を行う事はあまり良い方法ではありません。
温度の上昇に時間がかかりますし、オーブンの中での温度勾配は不均一な硬化を起こします。
また部品の出し入れの時間は無駄となり、オーブンはエネルギー的に非効率です。
誘導加熱はこれらの問題の大きな解決策です。
誘導加熱による加熱は信頼性が高く、再現性が良く、短時間で非接触でエネルギー効率が高いため、最小の時間とエネルギーで硬化プロセスを行うことができます。
ソリッドステート電源のＣＰＵ制御により温度のランピングサイクルが改善されます。
オーブンへの部品の出し入れのための余分なステップが必要ないため、誘導加熱は製造ラインへの導入が容易です。
最後に、誘導加熱は極めてクリーンな環境や、真空、特殊な雰囲気中で使うことができ、特殊な硬化 を必要とするときの解決策となります。
誘導加熱は、通常金属やその他の導電性のある材料の加熱に用いられますが、プラスチックや他の非導電性材料においても、熱伝導の為に導電性のある金属をサセプタとして使用することにより、効率的に加熱を行うことができます。
代表的な硬化アプリケーションのための高周波電源のパワーレンジは、被加熱体や要求によりますが、約1 から 5 kWの範囲です。
誘導加熱は93℃くらいの温度で金属部品の接着に広く使われています。
接着剤による結合は、接着剤の溶解・硬化を加速するために、金属下地の部分的な加熱を求めます。
このプロセスの接着剤による結合は、理想的な条件である内側から外側へ硬化が進みます。
そうすることにより閉じ込められていたガスは接着剤から出て行きます。
誘導加熱を用いた、金属パーツ接着のための接着剤硬化は、多くの自動車製造で使われています。
たとえば、クラッチプレート、ブレーキシュー、バンパー部品の組み立てに使われる熱硬化性接着剤です。
シャフトは通常、小さなエンジンの製造ではスキレルケージローターに接着されます。 コピー機器では、プラスチック部品がアルミローターに接着されます。
これは熱可塑性接着剤でメタルシャフトにフォームローラーを固定する応用で、ローラーが磨耗したらシャフトを加熱しフォームローラーは交換されます。
 エポキシ硬化 |
フィルタアセンブリは、スチールまたはアルミのカバーとフィルタペーパーの間で熱硬化性材料を硬化させることにより生産されます。
下に示すように、加熱されるものが移動しない時は、上下のプレートを加熱するように二つのパンケーキ型の誘導コイルが使用されます。
加熱されるものが移動するときは、長いパンケーキ型のコイルが使われます。
フィルタ自身にダメージを与えず、冷却されたときでも十分な接着力があるように、150-175℃で部分加熱します。
ヒートサイクルは、約5-10秒です。
セルフ・ロックねじは、ねじ山上の熱硬化性コートを硬化させることにより作られます。
代表的なねじの材料はスチール、チタン、真鍮です。
誘導加熱はねじ山の部分加熱をするために使われます。
チャンネルタイプのコイルを使い、一般的に150-275℃の温度に加熱します。
パウダー・スプレーを加熱部分にスプレーし、熱によりパウダーが粘着性を持ち、ねじ山部分を覆うようになります。
生産レートは誘導加熱を用いることにより一時間に10,000個以上が可能です。
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